Войченко Григорій

ГІ – 10 – 1

Лабораторна робота № I

ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ ПРОДУКТУ

(2 години)

1 Мета роботи

Освоїти методику проведення ситового аналізу.

Вивчити методики обробки даних розсіювання.

Побудова характеристики крупності.

2 Теоретичні основи роботи

При видобутку або дробленні отримують корисну копалину, що

є сумішшю зерен (шматків) різної крупності від доль мікрона до

сотень міліметрів. Склад сипкого матеріалу по крупності

встановлюється за змістом в ньому класів визначеної крупності, тобто

по його гранулометричному складу. Клас − це суміш зерен різної

крупності. Форма запису класу: − 100 + 50. Знак "−" указує на те, що в

даному класі містять частинки крупності менш 100 мм, знак "+" − на

те, що в даному класі містять зерна більше 50 мм.

Гранулометричний склад матеріалів визначається за допомогою:

а) ситового аналізу − шляхом розсіювання на ситах для

продуктів крупністю більше 0,04 мм;

б) седиментаційного аналізу − шляхом розділення частинок по

крупності за швидкістю падіння у воді або в повітрі для продуктів

крупністю від 0,04 до 0,05 мм;

в) мікроскопічного аналізу − шляхом вимірювання частинок під

мікроскопом для продуктів крупністю від 0,04 мм до доль мікрона.

Гранулометричний склад вугілля, що отримується при

видобутку, а також для контролю процесів грохочення й дроблення на

збагачувальних фабриках встановлюється за допомогою ситового

аналізу.

Ситовий аналіз проводиться згідно правил, регламентованих

ДСТУ і призначається для визначення виходу окремих класів по

крупності та їх якісної характеристики. Суть цього методу полягає в

розсіюванні проби на ситах, зважуванні отриманих класів й

обчисленні виходу окремих класів.

Розсіювання може бути здійснене на грохотах, у ручну, а

дрібного матеріалу – на механічному віброструшувачі.

Результати ситового аналізу використовуються при:

– оцінці здобутого вугілля в шахті, розрізах по крупності;

– виборі раціональної схеми збагачення;

– визначенні продуктивності різних машин, апаратів;

– визначенні необхідної кількості грохотів, дробарок,

обладнання, що зневоднює та інше. Крім того ситовий аналіз

використовується для визначення ступеня подрібнення вугілля в

процесі транспортування, збагачення, контролю роботи грохотов і

дробарок.

Маса проби для ситового аналізу залежить від крупності

найбільшого шматка в пробі (табл.1.1).

Таблиця 1.1 – Залежність маси проби від найбільшого розміру

Розмір найбільшого шматка, мм	0,1	0,3	0,5	1,0	3,0	5,0	10,0
Мінімальна маса проби	0,025	0,95	0,10	0,20	0,30	2,25	18,0

Мінімальна маса проби (кг) може бути розрахована по

емпіричній формулі (1.1)

, кг (1,1)

де d – розмір максимального зерна, мм.

Після просіювання необхідно зробити перевірку повноти

розсіювання уручну на тих самих ситах. Розсіювання вважається

якісним, якщо при контрольному просіюванні протягом однієї

хвилини кількість матеріалу, що пройшло через сито, не

перевищуватиме 1% від маси, що залишилася на ситі.

Тривалість просіювання залежить від вологості й крупності

матеріалу, а дрібний і вологий матеріал вимагає більшого часу.

Звичайне просіювання продовжується 10-30 хв. Залишок на кожному

ситі зважується з точністю до 0,01 г. Сума всіх ваг отриманих класів не

повинна розходитись більш ніж на 1% з вагою початкової проби.

Результати ситового аналізу заносяться в таблицю 1.2, в якій в графі 1

указується розмір класу, в графі 2 – вихід класу в кг (г), в графі 3 –

вихід класу в %. Крупність класу, що залишилась на ситі, позначають

розміром отвору із знаком "+", а що пройшла через сито – знаком "–".

Частковий вихід – це вага одного класу, виражена в % від ваги

проби. Сумарний вихід "по плюсу" (зверху) показує, який %

складають частинки розміром більше розміру отворів сита; сумарний

вихід "по мінусу" (знизу) показує, який % складає частинки розміром

менше отворів сита. Сумарний вихід зверху "по плюсу" приведений в

графі 4, сумарний вихід знизу ("по мінусу") – в графі 5.

У таблиці 1.2 приведена форма запису ситового аналізу.

Графічне зображення гранулометричного складу сипкого

матеріалу називається характеристикою крупності.

Таблиця 1.2 – Результати ситового аналізу

Клас крупності, мм		Вихід				Сумарний вихід
		г		%	по плюсу (У+)				по мінусу (У-)
1		2		3	4				5
+5
-5+2,5
-2,5+1
-1+0,63
-0,63+0,4
-0,4+0,315
-0,315+0,2
-0,2
Разом

Характеристики крупності будуються у прямокутній системі координат: часткові – по виходах окремих класів; сумарні

(кумулятивні) – по сумарних виходах класів (по колонках 1 і 4 – "по

плюсу", по колонках 1 і 5 – "по мінусу"). Найчастіше вживаються

сумарні характеристики крупності.

Сумарну характеристику крупності будують як звичайну

залежність y = f (d), де у – сумарний вихід класу більше (менше), d –

діаметр шматка (діаметр отвору сита).

При відкладенні по осі абсцис виходу класу більше d виходить

характеристика "по плюсу", при відкладенні виходу класу менше d –

"по мінусу". При розташуванні характеристик "по плюсу" й "по

мінусу" на одному графіку криві відображають дзеркально одна іншу

й перетинаються в крапці, відповідній виходу 50 %.

Якщо крива "по плюсу" опукла – то в пробі переважають крупні

класи, якщо увігнута – дрібні класи.

Проста сітка координат зручна при невеликій кількості класів і

невеликій відмінності діаметрів крупних і дрібних зерен.

При знаходженні в пробі значної кількості дрібних зерен

відрізки на осі абсцис, відповідні діаметрам дрібних частинок,

виходять малого розміру, що утруднює побудову й використання

характеристик. Це вимагає будувати великі графіки. Щоб уникнути

цієї незручності, використовується напівлогарифмічна сітка в системі

координат (lgd, у).

Переваги напівлогарифмічної кривої в порівнянні із звичайною:

– відстань між середніми значеннями отворів сит на осі абсцис в

області дрібних зерен збільшується, а в області крупних зерен –

зменшується. Це дозволяє правильно відлічувати вихід дрібних класів

при невеликих розмірах графіка.

На відміну від звичайних характеристик крупності ліва гілка

напівлогарифмічних кривих не доходить до ординати, відповідно 100-

процентному виходу, оскільки lg0 = – ∞.

Сумарні характеристики крупності можуть бути описані аналітично рівняннями одного виду. Найчастіше застосовують рівняння Розіна-Рамлер (1.2)

, (1,2)

де R – сумарний вихід класу більше d, %;

b, n – параметри, залежні від властивостей матеріалу й розмірності.